煤礦洗煤廠自動控制系統(tǒng)

煤礦洗煤廠自動控制系統(tǒng)|

●系統(tǒng)概述

    煤炭洗選是利用煤和矸石的物理、化學(xué)性質(zhì)的差異，通過物理和表面化學(xué)方法將原煤中的可燃物和非可燃物（灰分）進行分離，使洗遷產(chǎn)品中的灰分、硫分、水份盡可能降低，以滿足煤炭燃燒對大氣地面環(huán)境的污染控制要求，并加工成質(zhì)量均與、用途不同的煤炭產(chǎn)品的一種加工技術(shù)。高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、安全、節(jié)能、省力、減少崗位人員，最終達(dá)到降低成本，提高勞動生產(chǎn)率以獲取最大利潤是今后煤炭企業(yè)在競爭中生存的基礎(chǔ)，煤礦要發(fā)展、要生存，必須走安全、高產(chǎn)、高效、實現(xiàn)選煤自動化之路，通過自動化建設(shè)實現(xiàn)減員增效、降低成本，提高勞動生產(chǎn)率，而選煤自動化控制系統(tǒng)是煤礦自動化的一個重要組成部分。隨著計算機控制技術(shù)及以微處理器為核心的可編程序控制器的普通應(yīng)用，結(jié)合選煤系統(tǒng)的特點，在確保先進性與可靠性的基礎(chǔ)上，采用PLC控制器龐大的軟硬件資源，對運輸皮帶、給煤機、破碎機及振動篩等原煤系統(tǒng)配備傳感器、保護裝置、擴音、視頻等設(shè)備組成選煤自動控制系統(tǒng)。該自動控制系統(tǒng)可有效地保證生產(chǎn)設(shè)備的正常運行，減少安全隱患，降低工人勞動強度，加快啟、停車進程，縮短設(shè)備的空運轉(zhuǎn)時間，從而降低電能消耗及設(shè)備磨損，為選煤廠安全、高效生產(chǎn)奠定堅實的基礎(chǔ)。
●選煤工藝
1.選煤廠的設(shè)計生產(chǎn)規(guī)模一般為1000萬~20000萬噸，與礦井原煤生產(chǎn)能力相適應(yīng)；
2.煤炭洗選可分為跳汰選煤、重介質(zhì)選煤和浮選煤三種主要方式；

●主要工藝組成部分：
（1）原煤準(zhǔn)備：包括原煤的接受、儲存、破碎和篩分。
（2）原煤的分選：主要分選工藝包括跳汰——浮選聯(lián)合流程；重介——浮現(xiàn)聯(lián)合流程；跳汰——重介——浮選聯(lián)合流程；塊煤重介——末煤重介旋流器分選流程；此外還有單跳汰和單重介流程。
（3）粉煤脫水：包括塊煤和末煤的脫水，浮選精煤托說，煤泥脫水。
（4）煤粉干燥：利用熱能對煤進行干燥，一般在比較嚴(yán)寒的地區(qū)采用。
（5）煤泥水處理。
（6）粉煤裝車。
    按工藝要求劃分為與之相對應(yīng)的：原煤儲存、動篩車間、主洗車間、濃縮壓濾車間、裝車系統(tǒng)等部分。


●系統(tǒng)組成
    煤礦洗煤廠自動控制系統(tǒng)是由五部分組成：地面監(jiān)控設(shè)備、傳輸信道、洗選監(jiān)控設(shè)備、及可選擴音通訊、視頻監(jiān)控設(shè)備。系統(tǒng)組成框圖如下：


1.地面監(jiān)控設(shè)備：
    上位監(jiān)控管理系統(tǒng)由計算機監(jiān)控管理站、集控調(diào)度控制臺、工業(yè)控制計算機、大屏幕工業(yè)控制顯示器等組成。監(jiān)控計算機安裝Windows操作系統(tǒng)和洗煤廠自動控制系統(tǒng)組態(tài)軟件，系統(tǒng)完成原煤準(zhǔn)備、洗選、煤泥水處理設(shè)備的監(jiān)控和對裝車站設(shè)備的監(jiān)測裝車站可設(shè)備計算機完成對裝車系統(tǒng)設(shè)備監(jiān)控.組態(tài)軟件：選用主流組態(tài)軟件（西門子Wincc),工作于Window2000/XP平臺，完成所需的圖形監(jiān)控、動態(tài)圖形顯示、歷史數(shù)據(jù)采集、狀態(tài)趨勢圖、自診斷、報警等諸多功能。
    通過OPCFTP等接口，將監(jiān)控主機的數(shù)據(jù)在局域網(wǎng)上傳輸?shù)狡渌块T，以共享監(jiān)測數(shù)據(jù)。
2.傳輸信道：
    地面調(diào)度中心站監(jiān)控主機洗煤廠現(xiàn)場的數(shù)據(jù)傳輸信道基于千兆工業(yè)以太環(huán)網(wǎng)平臺，利用單模普通光纜，通訊計算機與環(huán)網(wǎng)平臺間傳輸介質(zhì)采用光纜或阻燃信號電纜（帶雙絞功能）進行傳輸。PLC監(jiān)控柜之間的通訊采用礦用阻燃信號電纜或Profibus專用電纜傳輸，支持Profibus-DP總線協(xié)議；接入PLC監(jiān)控柜的模擬量及開關(guān)量信號采用傳感器信號電纜或礦用阻燃信號電纜；控制設(shè)備起停等信號采用KVV或MKVV系列控制電纜；

3.洗選監(jiān)控設(shè)備
（1）PLC控制柜
    整個控制系統(tǒng)設(shè)計與原煤準(zhǔn)備、主廠房水洗、煤水處理等分系統(tǒng)，在每個分系統(tǒng)的PLC分站點設(shè)置PLC控制柜；柜內(nèi)安裝電源裝置、PLC分站I/O模塊及隔離繼電器。設(shè)有后備交流電源凈化裝置，當(dāng)系統(tǒng)電網(wǎng)掉電后，柜內(nèi)設(shè)備保持正常工作，以保證系統(tǒng)工作可靠性和控制的連續(xù)性；接線端子均使用德國菲尼克斯端子。柜體尺寸為800×2000×600、前后單開門。
    為避免來自現(xiàn)場的干擾電壓竄入PLC系統(tǒng)損壞PLC的開關(guān)量模塊，PLC的所有開關(guān)量I/O與現(xiàn)場信號采用進行中間繼電器隔離，隔離繼電器有吸合指示、強制閉合功能，觸點容量不低于AC220V 10A。模擬量信號也采用隔離器進行隔離。

（2）就地控制箱（按鈕箱）
    現(xiàn)場控制箱的主要作用是提供靈活的控制功能，控制箱上有工作方式轉(zhuǎn)換開關(guān)，當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)在“集控”位置時，該設(shè)備由集控系統(tǒng)控制，現(xiàn)場可以停車，但不可以開車；當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)在“停止”位置時，就地和集控均無法實現(xiàn)對該設(shè)備的控制。此外，通過轉(zhuǎn)換工作方式，系統(tǒng)還能自動產(chǎn)生禁起信號，使系統(tǒng)的安全性得到了保證。就地控制箱的保護等級不低于IP54。

（3）傳感器
    現(xiàn)場傳感器的配置待獲得選煤廠工藝設(shè)計資料后進行，配置的傳感器主要用于檢測供電狀況、關(guān)鍵設(shè)備電流、過程參數(shù)（諸如壓力、溫度、倉位、液壓、密度、負(fù)壓、流量、灰份、開度、轉(zhuǎn)速等）生產(chǎn)計量（如入洗量、外運量、產(chǎn)品分類計量、用電量等）、皮帶保護（如堵煤、打滑、縱撕、拉繩、跑偏、煙霧等）。




●系統(tǒng)特點

     產(chǎn)品均為工業(yè)級設(shè)計，并通過濕熱、振動、沖擊、碰撞試驗，安全性和可靠性具有權(quán)威機構(gòu)認(rèn)證。工業(yè)化組態(tài)軟件，可由用戶隨時在線設(shè)計、編輯、修改系統(tǒng)界面；有遠(yuǎn)程服務(wù)軟件，可通過網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程服務(wù)，及時為用戶升級、修改、編輯系統(tǒng)軟件；幫助用戶充分發(fā)揮監(jiān)控系統(tǒng)的管理作用，創(chuàng)造經(jīng)濟、安全效益。
    系統(tǒng)中具有集控、就地、檢修三種工作方式，可根據(jù)現(xiàn)場需求進行選擇系統(tǒng)自動控制功能齊全，是實現(xiàn)整個選煤廠生產(chǎn)設(shè)備的聯(lián)鎖啟?？刂疲姎庠O(shè)備啟、停車預(yù)告，按流程自動聯(lián)鎖啟、停車控制，故障停車、緊急停車，斷電啟車，流程選擇，故障診斷等），狀態(tài)監(jiān)視（包括：皮帶監(jiān)測保護、煤倉煤位檢測、液位檢測、灰分檢測、流量檢測、壓力檢測、電源狀態(tài)、電機電流及溫度監(jiān)測保護等），信號監(jiān)控，動態(tài)流程顯示，數(shù)據(jù)顯示、記錄、處理等功能。系統(tǒng)可以方便地選擇作業(yè)流程，根據(jù)工藝要求，選擇相應(yīng)范圍內(nèi)的設(shè)備投入生產(chǎn)。系統(tǒng)具有先進的綜合診斷功能，能快速準(zhǔn)確識別模塊配置錯誤、線路斷線等故障?？蓽p少看護人員，并可充實設(shè)備維護檢修隊伍，提高維護質(zhì)量，減少事故發(fā)生，變發(fā)生事故后的被動檢修為主動地定期檢修，提高設(shè)備的使用率，實現(xiàn)減人增效。有效地保護選煤機電設(shè)備，延長使用壽命，減少事故停機時間，提高排水能力。
有效地提高突發(fā)事故的應(yīng)急處理能力，防止故障的擴大。

●系統(tǒng)功能
  1.啟動預(yù)告功能：系統(tǒng)起動前，設(shè)備起車預(yù)告，通過鈴、語音等設(shè)備向現(xiàn)場發(fā)起動預(yù)告信號，以提醒現(xiàn)場工作人員注意安全。
    2.起動/暫停功能：在集中控制方式下，按工藝流程逆煤流方向?qū)崿F(xiàn)自動演示起動皮帶，延時時間可以方便設(shè)定。在起車過程中，若有一臺設(shè)備故障或禁起，系統(tǒng)立即暫停起車過程，閉鎖上游皮帶來煤設(shè)備，延時一定時間，在延時時間內(nèi)，已起動的設(shè)備不停，若故障能短時排除，可以繼續(xù)起車，否則，瞬時停止已起動的設(shè)備，當(dāng)故障消除后，系統(tǒng)將能自動改成逆煤方向起車，以避免發(fā)生堆煤生產(chǎn)事故。
    3.事故處理、暫停/解除功能：在設(shè)備運行過程中，當(dāng)某臺設(shè)備發(fā)生故障時，故障設(shè)備至煤源測各設(shè)備立即停車，故障點沿煤流方向以后的設(shè)備在煤流運空后延時停車。若故障能盡快處理，現(xiàn)場人員可解除故障，這時停車過程自動停止，未停完的設(shè)備不再繼續(xù)停車。系統(tǒng)向各設(shè)備重新發(fā)起動預(yù)告信號，預(yù)告結(jié)束后，自動起車至煤源，使系統(tǒng)恢復(fù)正常運行，以減少設(shè)備的頻繁起停，降低設(shè)備的損壞率。
    4.分布式控制系統(tǒng)功能
    分布式控制系統(tǒng)有三種控制操作方式，即集中控制操作方式、現(xiàn)場手動操作方式和檢修方式。集中操作方式包括集中-手動和集中-自動兩種方式，是本系統(tǒng)的主要操作方式，現(xiàn)場單機手動操作方式主要用于設(shè)備調(diào)試和系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重故障情況，檢修工作方式則確保維護人員的人身安全。
    （1）集中操作方式
    集中操作方式又可分為集中-手動和集中-自動。
    集中-手動方式：即通過計算機觸摸屏或鼠標(biāo)器，結(jié)合工控機大屏幕彩顯，實現(xiàn)對單條設(shè)備的監(jiān)控和干預(yù)。在此種方式下，設(shè)備之間的聯(lián)鎖關(guān)系可以方便地設(shè)定或取消。該方式主要用于設(shè)備的試運行和檢修，也可以作為正常生產(chǎn)時的操作方式。
   （2）現(xiàn)場單機手動操作方式是通過現(xiàn)場控制箱上的按鈕，實現(xiàn)單臺設(shè)備的手動控制，該操作方式主要供單機調(diào)試和系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重故障時使用。在此工作方式下，設(shè)備的操作獨立于系統(tǒng)，確保在控制系統(tǒng)發(fā)生嚴(yán)重故障情況下，不影響正常生產(chǎn)。
    （3）檢修方式
    設(shè)置檢修工作方式是為了確保維護人員的人身安全
    5.停止功能
    （1）正常停車功能：在作業(yè)完成后，停止該作業(yè)流程。停止順序為順煤流方向分組延時停止各設(shè)備，停車時間可以方便設(shè)定。停車流程可選擇
    （2）故障停車功能：當(dāng)現(xiàn)場的故障檢測裝置動作以后，故障設(shè)備以及上游皮帶立即停止運行，其下游設(shè)備經(jīng)延時，待煤流排清后一次停止運行。
    （3）緊急停車功能：出現(xiàn)緊急情況，按下工控機上的緊急停止按鈕，所有設(shè)備立即停止運行。
    6.保護及故障報警功能
    （1）當(dāng)設(shè)備發(fā)生起車故障時，系統(tǒng)發(fā)出聲光報警。起車過程暫停，顯示器上發(fā)出相應(yīng)的文字報警信號，語音系統(tǒng)也發(fā)出相應(yīng)的語音報警信號。
    （2）當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障停車或傳感器檢測點報警（例：堵塞、跑偏、倉滿、倉空等）時，系統(tǒng)發(fā)出聲光報警。系統(tǒng)自動根據(jù)報警的設(shè)備和部位作出相應(yīng)的停機處理，避免故障的發(fā)生和擴大。顯示屏上同時發(fā)出相應(yīng)的文字報警信號，語音終端也發(fā)出相應(yīng)的報警信號。
    （3）系統(tǒng)能自動顯示、記錄或打印故障性質(zhì)、故障地點及發(fā)生故障的時間。
    7.語音廣播功能
    系統(tǒng)具有全自動的語音預(yù)告和報警功能，集控室可以實現(xiàn)對現(xiàn)場的語音廣播和現(xiàn)場單點語音通信功能。
    8.工業(yè)電視系統(tǒng)功能
    （1）圖像監(jiān)視功能、
    系統(tǒng)具有圖像監(jiān)視功能，通過工控機可實現(xiàn)對重要生產(chǎn)崗位的工況進行實時監(jiān)視，并可通過工控機控制攝像機動作，選擇監(jiān)控畫面當(dāng)重要崗位發(fā)生故障時，工控機上的視頻監(jiān)視畫面自動切換到故障畫面，并可自動實現(xiàn)錄像。
    （2）圖像觀察功能
    可以自動或手動方式對攝像機進行左右360°、上下90°旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)對監(jiān)控地點的全方位控制?？梢酝ㄟ^遙控鏡頭實現(xiàn)取景大小、遠(yuǎn)近、前后的變化
    （3）圖像切換觀察功能
    可以對多路圖像任意切換至多個不同輸出：切換方式可分為自動或手動方式，在自動方式下，切換的時間間隔可任意設(shè)定。
    9.系統(tǒng)生成及實時修改功能：能對系統(tǒng)所測控設(shè)備的名稱、安裝地點、測點性質(zhì)、圖形畫面、數(shù)據(jù)報表等參數(shù)進行定義及實時修改。
    10.顯示功能：以表格、曲線、直放圖、模擬圖、聲光報警形式顯示系統(tǒng)的實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、運行狀態(tài)、報警狀態(tài).
    11.打印功能：系統(tǒng)自動生成實時數(shù)據(jù)、歷史數(shù)據(jù)、各種報表：按操作指令打印各種報表、圖形、曲線
    12.歷史數(shù)據(jù)儲存功能：以最大值、平均值和最小值形成歷史曲線，所有數(shù)據(jù)可儲存一年。
    13.自診斷功能：系統(tǒng)具備接入遠(yuǎn)程終端盒圖形工作站的能力，可以直接接入礦局域網(wǎng)，具備向上一級網(wǎng)絡(luò)傳送數(shù)據(jù)的能力。
    14.軟件接口：系統(tǒng)具有標(biāo)準(zhǔn)OPC軟件接口，可以與其它礦用系統(tǒng)實現(xiàn)無縫鏈接，從而實現(xiàn)全礦井的管控一體化。

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產(chǎn)品標(biāo)簽：煤礦洗煤廠自動控制系統(tǒng)|

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